工業(yè)合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為：N?+3H?2NH?（催化劑、高溫高壓條件下）反應(yīng)過程采用鐵觸媒（以鐵為主混合的催化劑），鐵觸媒在500°C時(shí)活性最大，這也是合成氨選在500°C的原因。合成氨的反應(yīng)特點(diǎn)（1）可逆反應(yīng)；（2）正反應(yīng)是放熱反應(yīng)；（3）正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)。

在無催化劑時(shí)，氨的合成反應(yīng)的活化能很高，大約335kJ/mol。

催化劑的催化能力一般稱為催化活性。

催化劑在穩(wěn)定活性期間，往往因接觸少量的雜質(zhì)而使活性明顯下降甚至被破壞，這種現(xiàn)象稱為催化劑的中毒。一般認(rèn)為是由于催化劑表面的活性中心被雜質(zhì)占據(jù)而引起中毒。中毒分為暫時(shí)性中毒和永久性中毒兩種。例如，對(duì)于合成氨反應(yīng)中的鐵催化劑，O2.CO、CO2和水蒸氣等都能使催化劑中毒。但利用純凈的氫、氮混合氣體通過中毒的催化劑時(shí)，催化劑的活性又能恢復(fù)，因此這種中毒是暫時(shí)性中毒。相反，含P、S、As的化合物則可使鐵催化劑永久性中毒。催化劑中毒后，往往完全失去活性，這時(shí)即使再用純凈的氫、氮混合氣體處理，活性也很難恢復(fù)。催化劑中毒會(huì)嚴(yán)重影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。工業(yè)上為了防止催化劑中毒，要把反應(yīng)物原料加以凈化，以除去毒物，這樣就要增加設(shè)備，提高成本。因此，研制具有較強(qiáng)抗毒能力的新型催化劑，是一個(gè)重要的課題。